Thương gia trà New York Thomas Sullivan thường gửi mẫu trà cho khách hàng tiềm năng. Để giảm chi phí, ông nghĩ ra một phương pháp: gói một lượng nhỏ lá trà rời vào nhiều túi lụa nhỏ. Vào thời điểm đó, một số khách hàng chưa từng pha trà trước đây, không quen với quy trình pha trà, chỉ cần ném túi trà vào nước sôi. Tuy nhiên, dần dần người ta nhận thấy cách đóng gói này tiện lợi, dễ sử dụng và hình thành thói quen sử dụng túi trà nhỏ. Có người cho rằng túi lụa quá xịn nên ông chuyển sang dùng vải cotton gạc và chính thức bắt đầu kinh doanh thương mại. Năm 1903, Sullivan nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho trà túi lọc và đến năm 1920, trà túi lọc được sử dụng rộng rãi trong ngành phục vụ ăn uống ở Mỹ.
Ban đầu trà túi lọc sử dụng túi lụa nên khá đắt tiền. Sau đó, doanh nhân William Hermanson ở Boston đã phát minh ra-túi trà bằng sợi giấy chịu nhiệt, khiến chúng giống với túi trà hiện đại hơn về mặt chất liệu. Ban đầu, túi trà của Mỹ đều có thiết kế túi đơn-. Do hình thức đơn giản và máy móc đóng gói thô sơ, lá trà sẽ cô đặc bên trong túi khi cho vào nước, dẫn đến quá trình pha trà diễn ra chậm. Sau đó, có người phát hiện ra rằng việc đóng gói lá trà thành thiết kế túi-đôi với những chiếc lá được gấp thành hình chữ W đã đẩy nhanh quá trình pha trà. Năm 1949, công ty Teepack của Đức đã sản xuất máy đóng gói túi trà đôi hoàn toàn tự động đầu tiên trên thế giới dựa trên ý tưởng này. Loại bao bì này sau đó trở nên phổ biến ở châu Âu, được các thương gia trà lâu đời như Twining và Whittard áp dụng.
Sau nhiều thập kỷ thành công ở thị trường Mỹ, trà túi lọc được Joseph Tetley giới thiệu tới Anh vào năm 1953.
